镀件表面状况对镀层质量的影响

（一）影响镀件镀层质量的因素

    镀件的镀层质量与许多因素有关，情况较为复杂，一般来说有以下几方面。

    1．镀件的基体材料与镀层质量的关系

    镀件基体材料的选择是根据电镀产品结构及性能决定的，金属材料有钢铁、不锈钢、铜及其合金、铝及其合金、锌及其合金、镁及其合金、钛合金等。非金属材料有塑料、玻璃钢、玻璃、陶瓷及水泥制件等。金属材料与非金属材料之间的性能差别很大，金属材料与非金属材料本身种类不同，其结构与性能也有差异，因此在施镀过程中所采用的工艺流程及处理方法都不相同，只有这样才能得到优良的镀层结构和合格质优的电镀产品。

    2．镀件的结构及成型工艺对镀层质量的影响

    镀件的基体由原材料加工成各种不同结构的工件，所采用的结构及加工成型是根据所用材料本身的性能及产品的要求决定的。金属基体与非金属基体镀件的加工成型方法及结构有很大差别。

    同样，金属材料和非金属材料本身各种不同材料的加工成型及结构也不相同。不同的加工方法和采用的结构形式在镀件的表面留下了不同的痕迹和瑕疵。镀件在施镀过程中也应采用不同的处理方法和措施以便获得良好的电镀质量和效果。

    3．镀件形状及尺寸精度与镀层质量的关系

    镀件的形状及尺寸精度是根据镀件产品的用途决定的，一般来说形状简单的镀件其镀层质量较有保证，形状复杂的产品由于在施镀过程中电流分散能力不佳，各部位的电流不均匀，镀层会出现厚度不均匀或其他的缺陷。因此在施镀过程中要考虑电极的形状及布置位置是否合理的问题。在镀件的尺寸精度要求高的情况下，要求镀层的质量更高，厚度要均匀，电镀操作的工艺条件要更合理。
    4．镀件表面的粗糙度对镀层质量的影响

    镀件表面的粗糙度愈大，其表面积的真实性愈小，由于粗糙度大很难准确确定施镀中所采用的电流密度，影响了镀层的形成质量及时间，同时凸出部位与凹洼部位的电流分布不一致所得的镀层也不均匀，甚至出现各种缺陷。因此，除非镀件本身要求有一定的粗糙度，否则镀件表面在镀前要尽量整平，以保证镀层的质量。

（二）镀件表面状态对镀层质量的影响

    电镀过程中镀件表面的状态对镀层质量有很重大的影响，所以镀件在镀前必须进行认真的清洗及处理，以便改善镀件表面与镀液之间的接触状态，提高镀层与基体材料之间的结合力。获得有良好覆盖能力的镀层结构，保证镀层的质量和具备良好的性能。镀件镀前的表面状况对镀层质量的影响主要有以下几点。

    1．镀件表面的光洁度与镀层结构的关系

    镀层是由金属的晶体或晶粒组成的。晶粒的形状、大小和排列形式决定着镀件表面镀层结构的性质。镀层结构除了与镀液的组成有关外，和镀件表面的状态也有很大的关系，镀件表面光整，洁净，则能与镀液充分地接触，电极反应能够顺利进行。镀件表面就会均匀而又细致地产生晶粒并很快连成一片，从而获得匀称而又致密的镀层。相反，如果镀件表面粗糙不平，或者沾有各式各样的油渍污物，镀件和镀液接触不良，就很难进行电化学反应，不能生成均匀而又连续的镀层，甚至有污物残留在镀件基体表面与镀层之间，使镀层出现麻坑、麻点或漏镀、假镀的情况。如果残留物是电解质，就会出现结瘤之类的瑕疵。镀件基体和镀层之间有微量杂质或镀层中夹有杂质，还可以形成微腐蚀电池，使镀件在日后使用时在介质中产生腐蚀，降低了镀层的耐蚀性能，缩短了镀层的使用寿命。

    此外，镀件表面在有污物的状况下进入镀槽中电镀，还会污染镀液，又进一步影响了其他镀件的镀层质量和镀液的使用寿命，造成恶性循环的后果。

    2．镀件表面状态对镀层结合力的影响

    镀层对基体材料的结合力也就是附着能力的好坏，是镀层质量和性能好坏的重要指标。结合力强，结合得牢固，镀层在使用过程中就不会损坏脱落。如果镀件在镀前处理得不好，清洗不彻底或留有各种缺陷，产生的镀层就不能直接充分地与基体表面接触，并嵌入基体表面的晶格，牢牢地结合。由于结合力不强，附着不牢固，镀层很容易在外力的作用下起皮、鼓泡、破裂甚至脱层。当然金属离子在基体表面的沉积与结合还与电镀过程中的其他许多因素有关，但表面的处理作用不可忽视。

    3．镀件表面的状态和镀层覆盖能力的关系

    镀层的覆盖能力只是表示被镀零件的凹洼处或深孔部位有无镀层或已被镀层覆盖的程度，并不涉及镀层厚度的问题，也就是说镀件表面需镀的部位是否被镀层覆盖。镀层的覆盖能力与镀件基体材料有很大关系。如果在同一种镀液内，对不同的基体材料电镀时，它们之间的覆盖能力差别很大。例如铜、镍、黄铜和钢铁在镀铬溶液中进行电镀时，它们的覆盖能力依次递减。但是镀层的覆盖能力也与镀件的表面状态有关，特别是表面的光洁度影响更大。相同的基体材料在同一种镀液中施镀时，光洁度好的镀件表面覆盖能力要比粗糙不光洁的表面强，因为光洁表面的实际电流密度比粗糙不光洁镀件表面的电流密度大，而且电流分布均匀，易于达到金属的析出电位。如果镀件表面镀前处理得不好不彻底，残留的污物将影响金属在表面的沉积，使镀层架在污物之上或被局部绝缘而镀不上，造成假镀或漏镀等情况出现，致使覆盖能力下降。

    从上面的分析来看，镀件镀层质量的影响因素很多，有些是由镀件本身的材料及镀件产品的需要而决定的，只能设法通过工艺操作来解决，但镀件的表面状态是可以通过镀前的表面处理解决的。因此镀前处理的质量好坏是影响镀层质量的重要因素，必须引起足够的重视。

4．镀件镀前处理的应用实例

    钨合金是难熔金属，是耐高温材料，在工业领域中应用广泛。但钨合金在高温下易被氧化产生高温腐蚀，最好的办法是在其表面上镀铬以便耐高温氧化。但钨合金表面的氧化膜电阻大，如不清除很难得到良好的镀铬层。为此，可以在钨合金表面用细砂布打磨彻底，去除其氧化膜层，然后用去污粉擦洗除油，使表面洁净并在流动冷水中冲洗。经过严格处理后获得灰黑色、光亮、细致且平整的结合力强的镀层。镀件按ISO 28191—1980（E）试验均未出现鼓泡、起皮等现象。说明经镀前严格处理后，镀层的结合能力、覆盖能力都很好。最后将镀件放在户外进行曝晒试验，结果显示，防护等级达到ISO 4546—1980第七级，说明镀层同时具有良好的耐腐蚀性能。

本文转载自《电镀前处理与后处理》编著    李异
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